2024届高三化学二轮复习 大题突破练一化学工艺流程题

大题突破练(一)化学工艺流程题 1.(2023·内蒙古呼和浩特一模)我国锂云母矿石储量丰富,现有产自内蒙古的锂云母矿石{主要成分为SiO2·Al2O3·2[(Li,K)(F,OH)],内含少量镁、钙、铁的氧化物},工业上采用硫酸法制备Li2CO3,具体流程如图甲所示: 图甲 查阅资料可知: Ⅰ.“焙烧”温度对锂提取率的影响如图乙所示: 图乙 Ⅱ.“焙烧”过程中铁的氧化物未参与反应。 Ⅲ.3SiO2·Al2O3·2[(Li,K)(F,OH)]+H2SO4(浓)Li2SO4+Al2(SO4)3+K2SO4+SiO2+SiF4↑+H2O。 Ⅳ.Li2SO4+Na2CO3Li2CO3↓+Na2SO4。 回答下列问题: (1)“焙烧”温度理论上选择　　　　　为宜,同时为提高“焙烧”效率,还可采取的措施有　。  (2)“焙烧”产生的气体可用NaOH溶液吸收,且元素化合价均不发生变化,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (3)在“中和”过程中,为使Fe3+和Al3+完全沉淀,pH至少调整为　　　　　　　。  图丙 部分金属氢氧化物的pKsp(pKsp=-lg Ksp)如图丙所示: (4)“中和”所得“滤渣1”中除氢氧化物沉淀外还含有　　　　　　　。  (5)“氧化”过程中发生氧化还原反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)“滤渣2”的主要成分是　。  (7)工业上还可以通过“苛化反应”,利用Li2CO3(s)+Ca2+(aq)CaCO3(s)+2Li+(aq)反应原理得到氢氧化锂溶液,进而生产出纯度更高的工业碳酸锂,请通过计算过程证实该方案的可行性:  　　　　　　　　　　　　　　　　。  [已知Ksp(Li2CO3)=8.64×10-4,Ksp(CaCO3)=2.5×10-9] 2.(2023·四川泸州二诊)四氧化三锰是电子工业生产锰锌铁氧体软磁材料的重要原料。以碳酸锰矿(主要成分为MnCO3,还含有少量FeCO3、Al2O3、MgO和SiO2等杂质)为原料制备高品位四氧化三锰的一种工艺流程如下: 已知:①0.01 mol·L-1金属离子生成氢氧化物沉淀的pH见表中数据: 金属离子 Al3+ Fe3+ Fe2+ Mg2+ Mn2+ 开始沉淀 4.1 2.2 7.5 9.6 8.8 完全沉淀 5.4 3.2 9.5 — — ②Ksp(MgF2)=7.4×10-11,Ksp(MnF2)=5.6×10-3。 回答下列问题: (1)提高“酸浸”效果的方法有　　　　　　　　　　　　　　　　、　　　　　　　(任写两种)。  (2)“氧化1”步骤中,氧化剂a可选用MnO2,发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　;为了检验氧化是否完全,可选用的试剂是　　　　　　　　(填化学式)。  (3)“沉铁铝”步骤中,调节pH的范围为　　　　　。  (4)“沉镁”步骤中,沉淀转化反应的平衡常数K值等于　　　　　。  (5)“沉锰”步骤中,杂质含量直接影响四氧化三锰的品位,实验测得温度对四氧化三锰中硫酸根含量的影响如图所示。实际生产中综合考虑选择50 ℃为宜,不选择更高温度的原因是 　　　　　　　　　　　　　　　　。  (6)“氧化2”步骤中发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  3.(2023·宁夏银川一模)硫酸镍(NiSO4)是制备各种含镍材料的原料,在防腐、电镀、印染上有诸多应用。NiSO4·6H2O可用含镍废催化剂(主要含有Ni,还含有Al、Al2O3、Fe及其他不溶于酸、碱的杂质)制备。其制备流程如图: 已知:①lg 3≈0.5。 ②常温下,部分金属化合物的Ksp近似值如表1所示: 化学式 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Ni(OH)2 Ksp近似值 4.9×10-17 2.7×10-39 1.3×10-33 1.0×10-15 表1 回答下列问题: (1)“预处理”用热的纯碱溶液去除废料表面的油污,其原理是　　　　　　　　　　　　　　　　　　(用离子方程式表示)。  (2)“滤液1”中的主要溶质为NaOH和　　　　　。  (3)“滤渣2”的成分为　　　　　　　　　　　　　　　　。  (4)“滤液2”中加入H2O2发生反应的离子方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。  (5)常温下,“调pH”可选用的物质是　　　　　(填字母)。  a.氨水　　　　　　　　b.NaOH c.NiO d.NaClO 为使Fe3+沉淀完全(离子浓度小于或等于1.0×10-5 mol·L-1),应调节溶液的pH至少为　　　　(保留3位有效数字)。  (6)资料显示,硫酸